《大学生物化学酶》课件

大学生物化学酶本课件旨在帮助你深入理解生物化学中酶的概念、结构和功能，以及它们在生物体内的重要作用什么是酶？生物催化剂高效性酶是生物体内催化化学反应的蛋酶可以使反应速率提高百万甚至白质，可以加速反应速率而本身上亿倍，比非催化反应快得多不被消耗专一性每种酶通常只催化一种或一类特定的反应，具有高度的专一性酶的特征生物催化剂高度特异性可调节性酶可以显著提高化学反应速率，而本身不被每种酶通常只催化一种或一类特定的反应，酶的活性可以通过各种因素调节，如温度、消耗具有严格的底物选择性值、底物浓度和抑制剂pH酶的分类氧化还原酶转移酶12催化氧化还原反应，例如脱氢酶、氧化酶等催化各种基团从一个分子转移到另一个分子，例如激酶、磷酸转移酶等水解酶裂解酶34催化水解反应，例如蛋白酶、脂肪酶等催化非水解裂解反应，例如醛缩酶、脱羧酶等酶的命名反应类型作用底物系统命名法根据酶催化的化学反应类型进行命名，例根据酶作用的特定底物进行命名，例如乳使用系统命名法，例如，表示第EC

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1.1如氧化还原酶、转移酶、水解酶等酸脱氢酶、淀粉酶等一类酶，第一亚类，第一亚亚类，以及该类酶中的第一个酶酶的结构大多数酶是蛋白质，其结构决定了酶的活性酶的结构可以分为四个层次一级结构、二级结构、三级结构和四级结构一级结构是指酶的氨基酸序列二级结构是指蛋白质中局部区域的折叠方式，如螺旋和折叠三级结构是指整个蛋白质的立体结构，包括螺旋α-β-α-和折叠之间的相互作用四级结构是指由多个蛋白质亚基组成的蛋白质的β-结构酶活性的测定12底物消耗产物生成例如，测定葡萄糖氧化酶活性时，可例如，测定乳酸脱氢酶活性时，可以以通过测定反应体系中葡萄糖的消耗通过测定反应体系中乳酸的生成量来量来衡量酶活性衡量酶活性3辅酶变化例如，测定黄嘌呤氧化酶活性时，可以通过测定反应体系中的生成量NADH来衡量酶活性酶活性的影响因素温度值pH温度过低，酶活性降低温度过高，每个酶都有最佳值，偏离最佳pH pH酶失活值，酶活性降低底物浓度促进剂和抑制剂底物浓度增加，酶活性提高，但达到促进剂能提高酶活性，抑制剂能降低一定程度后，酶活性不再增加酶活性温度对酶活性的影响最适温度1每个酶都有一个最适温度，在这个温度下，酶的活性最高高温影响2高温会破坏酶的结构，导致酶失活低温影响3低温会降低酶的活性，但一般不会导致酶失活值对酶活性的影响pH最适值pH1每个酶都有一个最适值，在这个值下酶活性最高pH pH酸碱性影响2值偏离最适值会导致酶活性下降，甚至失活pH影响因素3值会影响酶的结构和活性部位，进而影响催化效率pH底物浓度对酶活性的影响饱和1酶活性达到最大值线性增长2酶活性随底物浓度增加而增加低浓度3酶活性较低促进剂和抑制剂对酶活性的影响促进剂抑制剂12促进剂可以提高酶的活性例如某些金属离子可以作为酶的抑制剂可以降低酶的活性例如一些药物可以抑制特定酶的,,,,辅因子提高酶的催化效率活性从而达到治疗疾病的目的,.,.酶的动力学特征酶加速反应速度，降低活化能酶的活性可以用反应速度来衡量酶的动力学特征可以用米氏方程来描述米氏动力学方程该方程描述了酶促反应的速度与底物浓度之间的关系米氏动力学常数的意义值值Km Vmax值表示酶对底物的亲和力值越小，酶对底物的亲和力越值表示酶在饱和底物浓度下的最大反应速度值越Km KmVmax Vmax高，反之亦然大，酶的催化效率越高，反之亦然最大反应速度与底物浓度的关系低浓度反应速度随底物浓度增加而线性增加中等浓度反应速度逐渐减慢，逐渐接近最大反应速度高浓度反应速度基本保持不变，达到最大反应速度酶的调节机制别构调节共价修饰反馈抑制通过改变酶的构象来调节酶活性，通常涉及通过添加或去除化学基团来改变酶活性，例产物抑制其自身合成过程中的酶，以防止过多个亚基如磷酸化或去磷酸化量积累酶的共价修饰调控磷酸化乙酰化磷酸基团的添加或移除会改变酶乙酰基的添加或移除会影响酶的的构象和活性稳定性和活性糖基化糖基的添加或移除会影响酶的定位和活性酶的阻碍调控竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制抑制剂与底物竞争结合酶的活性部位，降抑制剂与酶的非活性部位结合，改变酶的抑制剂仅与酶底物复合物结合，降低酶的-低酶的活性构象，降低酶的活性活性生物膜上的酶生物膜上的酶在细胞的生命活动中扮演着重要的角色它们参与了各种重要的生理过程，例如物质的跨膜运输、能量的转换、信号传递以及细胞的生长和分化膜结合酶的活性受多种因素影响，包括膜的流动性、膜的电位以及细胞内外的环境条件这些因素的变化会影响膜结合酶的构象，从而改变其活性膜结合酶的特点锚定在细胞膜上与膜结构紧密结合参与细胞信号转导和物质运输膜结合酶的作用机理受体结合1膜结合酶通常作为受体，与特定的配体结合信号传递2配体结合后，酶会发生构象变化，启动信号传递通路催化反应3酶催化特定的生化反应，例如将特定物质运输跨膜或将底物转化为产物膜上酶的分离和纯化分离膜蛋白1使用差速离心，从细胞器中分离出膜溶解膜蛋白2使用去垢剂或有机溶剂破坏膜结构纯化膜蛋白3使用层析技术，例如凝胶过滤或亲和层析蛋白质的生物合成核糖体tRNA mRNA核糖体是蛋白质合成的场所，负责将是蛋白质合成的关键参与者，负责将携带遗传信息，从转录而来，指mRNA tRNA mRNA DNA上的遗传信息翻译成氨基酸序列特定的氨基酸运送到核糖体示蛋白质合成的顺序遗传密码和密码子遗传密码密码子12决定氨基酸序列的核苷酸三联由三个相邻的核苷酸组成，对体密码应于一个特定的氨基酸密码子的特点3普遍性、简并性、无歧义性转录过程起始1聚合酶识别并结合到模板上的启动子序列RNA DNA延伸2聚合酶沿着模板移动，以模板链为模版合成链RNA DNARNA终止3聚合酶遇到终止信号，释放新合成的链和模板RNA RNADNA翻译过程起始阶段核糖体识别上的起始密码子，并结合到上mRNA AUGmRNA延伸阶段携带相应的氨基酸，根据上的密码子顺序，依次添加tRNAmRNA到肽链上终止阶段当核糖体遇到终止密码子、或时，翻译过程停止，UAA UAGUGA新合成的肽链从核糖体上脱落蛋白质的折叠多肽链1蛋白质从线性多肽链折叠成特定三维结构二级结构2螺旋和折叠形成αβ三级结构3二级结构进一步折叠形成特定形状四级结构4多个亚基通过非共价键相互作用分子伴侣在蛋白质折叠中的作用协助折叠提供折叠环境促进折叠效率分子伴侣与错误折叠的蛋白质结合，防分子伴侣创造一个有利于蛋白质正确折通过协助折叠，分子伴侣加速了蛋白质止它们形成有害的聚集体叠的环境，避免了错误的折叠路径折叠过程，提高了效率蛋白质的修饰和构象变化修饰构象变化蛋白质修饰是指在蛋白质合成后，通过添加或移除某些基团来改蛋白质构象变化是指蛋白质的结构在环境因素或信号传导的作用变蛋白质的结构和功能下发生改变，从而影响蛋白质的功能蛋白质的定向运输目标导向信号序列12蛋白质被运输到细胞内的特定蛋白质含有特定的信号序列，位置以发挥其功能引导其到目标位置转运机制3蛋白质通过不同的转运机制进入不同的细胞器，例如核孔、内质网等。